音频水印的嵌入方法、装置、电子设备及存储介质

1.本发明涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种音频水印的嵌入方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.随着移动互联网的普及，越来越多的创作者将作品发布到网络中，这给作品的传播带来了便利，同时也存在严重的版权隐患。音频水印为数字音频的版权保护提供了解决方案，它将一个标识版权的数字标记不可察觉地嵌入到音频中，该标记被称为水印，当发生权利纠纷时，可以通过提取音频中的水印判定音频的版权。
3.目前关于嵌入水印，可以选择对一段完整的音频嵌入水印，也可以选择对部分音频片段嵌入水印。
4.但是，对一段完整的音频嵌入水印的方法，在面对以剪切和重新采样为代表的去同步攻击时无能为力，水印无法被正确提取；对部分音频片段嵌入水印的方法，在音频面对去同步攻击后，由于无法准确定位水印嵌入的音频片段，故嵌入在其中的水印无法被正确提取。可见，相关水印技术在面对去同步攻击情形时鲁棒性低。


技术实现要素：

5.本发明提供一种音频水印的嵌入方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决相关水印技术在面对去同步攻击情形时鲁棒性低的问题。
6.本发明提供一种音频水印的嵌入方法，包括：提取载体音频在时间域上的局部显著特征点；
7.根据所述局部显著特征点，确定所述载体音频在时间域上的水印嵌入位置；
8.基于所述水印嵌入位置，将水印信息嵌入在所述载体音频中，得到包括所述水印信息的载体音频。
9.根据本发明提供的一种音频水印的嵌入方法，所述提取载体音频在时间域上的局部显著特征点，包括：
10.对所述载体音频的音频信号进行低通滤波，得到滤波后的音频信号xs(n)；
11.根据xs(n)，采用公式(1)计算一阶差分信号d(n)：
12.d(n)＝xs(n+1)-xs(n)
ꢀꢀꢀ
(1)
13.计算d(n)的局部极值点，作为候选特征点；
14.提取满足第一条件的所述候选特征点，作为所述局部显著特征点；
15.其中，所述满足第一条件包括以下至少一项：
16.与所述载体音频的最后一个采样点间的距离大于或等于第一距离；
17.对应的对比度|d(i)|大于第一门限值，i为正整数；
18.对应的陡峭度t(i-1)-t(i)大于第二门限值，其中，t(n)为d(n)的对比度信号|d(n)|的差分信号，i为正整数；
19.在与所述候选特征点之间的距离小于第二距离的其他候选特征点中，所述候选特征点是对比度最大的候选特征点。
20.根据本发明提供的一种音频水印的嵌入方法，所述计算d(n)的局部极值点，作为候选特征点，包括：
21.计算d(n)的对比度信号|d(n)|；
22.计算|d(n)|的差分信号t(n)；
23.选取t(n)中满足{i|t(i-1)》0，t(i)《0}的局部极值点，作为所述候选特征点。
24.根据本发明提供的一种音频水印的嵌入方法，在所述基于所述水印嵌入位置，将水印信息嵌入在所述载体音频中，得到包括所述水印信息的载体音频之前，所述方法还包括：
25.根据密钥序列生成伪随机序列簇；
26.其中，所述伪随机序列簇包括两两正交的2m个伪随机序列，m为正整数；
27.利用所述伪随机序列簇，调制待嵌入的二进制水印为扩频水印；
28.所述基于所述水印嵌入位置，将水印信息嵌入在所述载体音频中，得到包括所述水印信息的载体音频，包括：
29.基于所述水印嵌入位置，将所述扩频水印作为水印信息嵌入在所述载体音频中，得到包括所述水印信息的载体音频。
30.根据本发明提供的一种音频水印的嵌入方法，所述根据密钥序列生成伪随机序列簇，包括：
31.获取所述密钥序列ki∈{-1，+1}，i＝0，
…
，l
f-1；
32.对k0循环移位，得到矩阵
33.其中，其中，
34.采用公式(2)将矩阵k满秩分解为矩阵f与矩阵h：
35.k＝f
thꢀꢀꢀ
(2)
36.其中，矩阵h是矩阵k的埃尔米特标准型的非零行部分，f
t
是由矩阵k的c列组成的满秩矩阵，c是矩阵k的秩；
37.采用公式(3)对矩阵f的前2m行进行格拉姆-施密特正交化，得到伪随机序列簇
[0038][0039]
其中，m等于fj是矩阵f的行矩阵。
[0040]
根据本发明提供的一种音频水印的嵌入方法，所述基于所述水印嵌入位置，将所述扩频水印作为水印信息嵌入在所述载体音频中，得到包括所述水印信息的载体音频，包括：
[0041]
对各所述水印嵌入位置对应的音频信号进行域变换，得到变换域系数；
[0042]
选择变换域中攻击稳定的系数，组成变换域系数块；
[0043]
利用所述伪随机序列簇，计算各所述变换域系数块对应的嵌入强度；
[0044]
基于所述嵌入强度，将所述扩频水印嵌入在所述嵌入强度对应的变换域系数块中，得到带水印的变换域系数块；
[0045]
对所述带水印的变换域系数块进行逆域变换，得到包括所述水印信息的载体音频。
[0046]
根据本发明提供的一种音频水印的嵌入方法，所述利用所述伪随机序列簇，计算各所述变换域系数块对应的嵌入强度，包括：
[0047]
利用所述伪随机序列簇，采用公式(4)计算各所述变换域系数块对应的嵌入强度α：
[0048]
α＝γmax|xpk|，k＝0，1，
…
，2
m-1
ꢀꢀꢀ
(4)
[0049]
其中，γ是大于1的常数，向量x表征各所述变换域系统块，向量pk表征所述伪随机序列簇。
[0050]
本发明还提供一种音频水印的嵌入装置，包括：
[0051]
提取模块，用于提取载体音频在时间域上的局部显著特征点；
[0052]
确定模块，用于根据所述局部显著特征点，确定所述载体音频在时间域上的水印嵌入位置；
[0053]
嵌入模块，用于基于所述水印嵌入位置，将水印信息嵌入在所述载体音频中，得到包括所述水印信息的载体音频。
[0054]
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述音频水印的嵌入方法。
[0055]
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述音频水印的嵌入方法。
[0056]
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述音频水印的嵌入方法。
[0057]
本发明提供的音频水印的嵌入方法、装置、电子设备及存储介质，由于提取的载体音频的局部显著特征点处于音频信号变化剧烈的位置，基于这样的局部显著特征点确定的水印嵌入位置，在面对去同步攻击时能保持相对位置不变化，故可以准确定位水印信息嵌入的音频片段，进而可以正确提取嵌入在其中的水印信息，有效提升了水印技术在去同步攻击情形时的鲁棒性。
附图说明
[0058]
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一
些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0059]
图1是本发明提供的音频水印的嵌入方法的流程示意图之一；
[0060]
图2是本发明提供的音频水印的嵌入方法的流程示意图之二；
[0061]
图3是本发明提供的音频水印的嵌入方法中步骤202的示例性示意图；
[0062]
图4是30例音频在固定嵌入强度及自适应嵌入强度两种情形下的swr；
[0063]
图5是30例音频在固定嵌入强度及自适应嵌入强度两种情形下的odg；
[0064]
图6是30例音频在固定嵌入强度及自适应嵌入强度两种情形下的mos；
[0065]
图7是本发明提供的音频水印的嵌入方法的流程示意图之三；
[0066]
图8是本发明提供的音频水印的嵌入装置的结构示意图；
[0067]
图9是本发明提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
[0068]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0069]
本技术各实施例针对相关水印技术在面对去同步攻击情形时鲁棒性低的问题，提供一种解决方案。为了便于更加清晰地理解本技术各实施例，首先对一些相关的技术知识进行如下介绍。
[0070]
近年来，盗版网络流传事件频发，网络盗版侵权行为日益成为创作者、媒体平台普遍关注的问题，学术界与产业界对版权侵权行为也进行了相关技术的研究。音频水印为数字音频的版权保护提供了很好的解决方案，它将一个标识版权的数字标记不可察觉地嵌入到音频中，该标记即称为水印；当发生权利纠纷时，提取音频中的水印可以判定音频的版权。音频水印是保护数字音频版权的有效技术，然而，无论在学术研究还是项目应用中，仍然存在一些亟待解决的问题。
[0071]
项目应用中适用的音频水印方法需要兼具隐蔽性、鲁棒性和大嵌入容量。这要求水印嵌入到音频作品中不影响它的感知质量和使用，即需要满足水印的隐蔽性；即使音频经历各种攻击而产生失真，例如经历噪声叠加、编码压缩、重新采样等攻击而产生失真，水印也能被正确提取，即需要满足水印的鲁棒性；还要有足够的容量标注版权信息，版权信息例如为权利人、权利类型及权利起止时间等，即需要满足水印的大嵌入容量。
[0072]
但是，上述三种性能需求之间却存在矛盾：增加鲁棒性通常是以牺牲隐蔽性和嵌入容量为代价的；提升隐蔽性也会降低嵌入容量或损害鲁棒性。有效的音频水印方法要尽可能同时满足三项性能的需求。
[0073]
一个完整的水印嵌入框架主要包括三个方面：嵌入域的选择、嵌入位置的确定以及嵌入方法及与之对应的提取方法的设计。
[0074]
水印的嵌入域可分为时间域和变换域。时间域是指音频信号本身，变换域是指将音频信号经过域变换处理得到的系数空间，变换域水印技术相比时间域技术会具有更好的隐蔽性和鲁棒性。常用的域变换方法有离散余弦变换(discrete cosine transformation，
dct)、离散小波变换(discrete wavelet transformation，dwt)和提升小波变换(lifting wavelet transformation，lwt)等。
[0075]
水印嵌入位置的确定包括两个维度：一是时间域上的嵌入位置的确定，可以选择将一段完整的音频用于嵌入水印，也可以选择其中部分音频片段嵌入水印，前者在面对以剪切和重新采样为代表的去同步攻击时无能为力，后者由于现有方法在音频被攻击后，无法准确定位水印嵌入的音频片段，导致嵌入在其中的水印无法被正确提取；二是变换域上的嵌入位置的确定，依赖数字音频的变换域特征，通常通过挖掘变换域中某些稳定系数范围确定嵌入的位置，使音频即使遭受信号攻击时水印能足够鲁棒。
[0076]
嵌入方法的设计是水印技术的核心，它与水印技术的性能紧密相关。目前常见的嵌入方法是扩频方法，其首先把水印中的每一比特调制为一个伪噪声(pseudonoise，pn)序列，然后将其叠加到载体音频的变换域系数中。水印提取时，可以计算含有水印的变换域系数与pn序列的相关函数来提取水印。扩频方法因为其简单的提取方式和对噪声攻击的鲁棒性而备受关注，但是在扩频方法中为了保证提取的水印准确，pn序列被设计得很长，而这仅能嵌入一比特水印信息，严重限制了音频水印的嵌入容量。
[0077]
扩频方法常利用一个参数来控制水印嵌入的强度，该参数即为嵌入强度。嵌入强度被用来平衡水印技术的各项性能。具体来说，嵌入强度越大，水印的鲁棒性就越强，但隐蔽性越弱；反之亦然。嵌入强度的设定需要同时兼顾鲁棒性与隐蔽性。现在的一些扩频方法在为每段音频嵌入水印时都使用同一个固定强度，忽略了不同音频的差异，无法兼顾鲁棒性与隐蔽性的需求；还有一些扩频水印方法虽对不同音频采用了不同的强度，但在一段音频的不同嵌入位置使用了同一嵌入强度，这也损害了水印技术的隐蔽性。
[0078]
下面结合附图描述本发明的音频水印的嵌入方法。图1是本发明提供的音频水印的嵌入方法的流程示意图之一，如图1所示，该方法包括步骤101至步骤103；其中：
[0079]
步骤101、提取载体音频在时间域上的局部显著特征点。
[0080]
步骤102、根据局部显著特征点，确定载体音频在时间域上的水印嵌入位置。
[0081]
步骤103、基于水印嵌入位置，将水印信息嵌入在载体音频中，得到包括水印信息的载体音频。
[0082]
具体地，提取待嵌入水印的载体音频在时间域上的局部显著特征点，这些局部显著特征点可以处于音频信号变化剧烈的位置，再基于局部显著特征点确定载体音频在时间域上的水印嵌入位置，之后再基于确定的水印嵌入位置，将水印信息嵌入载体音频中，以得到包括水印信息的载体音频。
[0083]
上述水印信息可以是字符串、01串、文字或图像等可以标识版权的信息。
[0084]
本发明实施例中，由于提取的载体音频的局部显著特征点处于音频信号变化剧烈的位置，基于这样的局部显著特征点确定的水印嵌入位置，在面对去同步攻击时能保持相对位置不变化，故可以准确定位水印信息嵌入的音频片段，进而可以正确提取嵌入在其中的水印信息，有效提升了水印技术在去同步攻击情形时的鲁棒性。
[0085]
可选地，上述局部显著特征点可以通过以下步骤提取：
[0086]
s1、对载体音频的音频信号进行低通滤波，得到滤波后的音频信号xs(n)；
[0087]
具体地，可以采用公式(5)，对载体音频的音频信号x(n)进行低通滤波处理，得到滤波后的音频信号xs(n)：
[0088]
xs(n)＝g(n)*x(n)
ꢀꢀꢀ
(5)
[0089]
其中，g(n)表征低通滤波器，*代表卷积计算。
[0090]
上述g(n)例如表征高斯滤波器，
[0091]
s2、根据xs(n)，采用公式(1)计算一阶差分信号d(n)：
[0092]
d(n)＝xs(n+1)-xs(n)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0093]
s3、计算d(n)的局部极值点，作为候选特征点；
[0094]
具体地，计算一阶差分信号d(n)的局部极值点，可以理解为计算d(n)的对比度信号|d(n)|的局部极大值点。
[0095]
可选地，上述步骤s3可以包括以下步骤：
[0096]
s3-1、计算d(n)的对比度信号|d(n)|；
[0097]
s3-2、计算|d(n)|的差分信号t(n)；
[0098]
具体地，可以采用公式(6)，计算对比度信号|d(n)|的差分信号t(n)：
[0099]
t(n)＝|d(n+1)|-|d(n)|
ꢀꢀꢀ
(6)
[0100]
s3-3、选取t(n)中满足{i|t(i-1)》0，t(i)《0}的局部极值点，作为候选特征点。
[0101]
具体地，还可以选取满足{i|t(i-1)》0，t(i)《0}的局部极值点，加入候选特征点集合s0，即s0＝{i|t(i-1)》0，t(i)《0}。
[0102]
s4、提取满足第一条件的候选特征点，作为局部显著特征点；
[0103]
其中，满足第一条件包括以下至少一项：
[0104]
a.与载体音频的最后一个采样点间的距离大于或等于第一距离；
[0105]
上述第一距离可以由技术人员根据实际情况进行设置。
[0106]
b.对应的对比度|d(i)|大于第一门限值，i为正整数；
[0107]
具体地，第一门限值可以由技术人员根据实际情况进行设置，例如可以设置第一门限值为整体候选特征点的对比度的中位数。
[0108]
c.对应的陡峭度t(i-1)-t(i)大于第二门限值，其中，t(n)为d(n)的对比度信号|d(n)|的差分信号，i为正整数；
[0109]
具体地，第二门限值可以由技术人员根据实际情况进行设置，例如可以设置第二门限值为整体候选特征点的陡峭度的中位数。
[0110]
d.在与候选特征点之间的距离小于第二距离的其他候选特征点中，候选特征点是对比度最大的候选特征点。
[0111]
上述第二距离可以由技术人员根据实际情况进行设置。
[0112]
可以理解的是，步骤s4是为了在候选特征点集合s0中，选择不处于音频尾端、对比度较大、处于陡峭峰中、或在临近候选特征点中对比度占优的候选特征点，以用这些适宜进行水印嵌入任务的候选特征点，作为局部显著特征点。
[0113]
可选地，还可以在候选特征点集合s0中，选择同时满足不处于音频尾端、对比度较大、处于陡峭峰中及在临近候选特征点中对比度占优四个条件的候选特征点，作为局部显著特征点，以进一步提高水印技术在面对去同步攻击情形时的鲁棒性。
[0114]
具体地，选择同时满足不处于音频尾端、对比度较大、处于陡峭峰中及在临近候选特征点中对比度占优四个条件的候选特征点，作为局部显著特征点，可以通过以下步骤实
现：
[0115]
a.过滤掉集合s0中处于音频尾端的候选特征点，即过滤掉与载体音频的最后一个采样点之间的距离小于第一距离的候选特征点，得到候选特征点集s1；
[0116]
上述第一距离例如为设定距离l。
[0117]
b.过滤掉集合s0中对比度较小的候选特征点，即计算候选特征点对应的对比度|d(i)|，并过滤掉对比度值小于整体候选特征点的对比度的中位数的候选特征点，得到候选特征点集s2；
[0118]
c.过滤掉集合s0中不处于陡峭峰中的候选特征点，即计算候选特征点的陡峭度并过滤掉陡峭度值小于整体候选特征点的陡峭度的中位数的候选点，得到候选特征点集s3；
[0119]
d.过滤掉集合s0中在临近候选特征点中对比度不占优的候选特征点，即存在两个候选特征点p，q∈s0，且|p-q|《l，l为设定距离，也可以被设置为不等于l的第二距离，如果两者对应的对比度|d(p)|《|d(q)|，那么p将会被过滤掉，得到候选特征点集s4；
[0120]
最终将所有候选特征点集的交集作为特征点集s，即
[0121]
可选地，在基于水印嵌入位置，将水印信息嵌入在载体音频中，得到包括水印信息的载体音频之前，即在步骤103之前，还包括以下步骤：
[0122]
根据密钥序列生成伪随机序列簇；
[0123]
其中，伪随机序列簇包括两两正交的2m个伪随机序列，m为正整数；
[0124]
利用伪随机序列簇，调制待嵌入的二进制水印为扩频水印；
[0125]
步骤103具体包括：
[0126]
基于水印嵌入位置，将扩频水印作为水印信息嵌入在载体音频中，得到包括水印信息的载体音频。
[0127]
具体地，先根据密钥序列生成伪随机序列簇，伪随机序列簇包括两两正交的2m个伪随机序列，m为正整数，其中，m的取值越大，水印的嵌入容量就越大，但水印的隐蔽性越弱，反之亦然，为了兼具水印的嵌入容量和隐蔽性，可以设置m的取值为4。进而利用伪随机序列簇，调制待嵌入的二进制水印为扩频水印，并将得到的扩频水印嵌入在载体音频中，得到包括水印信息的载体音频。
[0128]
本发明实施例中，利用包括两两正交的多个伪随机序列的伪随机序列簇，调制二进制水印为扩频水印，使得由相关技术中一个伪随机序列对应一位二进制水印，变成了一个伪随机序列对应多位二进制水印，进而使得在载体音频中可以嵌入更多的二进制水印，有效解决了水印技术中嵌入容量低的问题。
[0129]
可选地，根据密钥序列生成伪随机序列簇，包括如下步骤：
[0130]
获取密钥序列ki∈{-1，+1}，i＝0，
…
，l
f-1；
[0131]
对k0循环移位，得到矩阵
[0132]
其中，
[0133]
采用公式(2)将矩阵k满秩分解为矩阵f与矩阵h：
[0134]
k＝f
thꢀꢀꢀ
(2)
[0135]
其中，矩阵h是矩阵k的埃尔米特标准型的非零行部分，f
t
是由矩阵k的c列组成的满秩矩阵，c是矩阵k的秩；
[0136]
采用公式(3)对矩阵f的前2m行进行格拉姆-施密特正交化，得到伪随机序列簇
[0137][0138]
其中，m等于fj是矩阵f的行矩阵。
[0139]
上述为不超过log2c的整数。
[0140]
可选地，基于水印嵌入位置，将扩频水印作为水印信息嵌入在载体音频中，得到包括水印信息的载体音频，包括以下步骤：
[0141]
对各水印嵌入位置对应的音频信号进行域变换，得到变换域系数；
[0142]
选择变换域中攻击稳定的系数，组成变换域系数块；
[0143]
具体地，可以抽取各局部特征点后固定距离的一段音频作为时间域上的水印嵌入位置，并将每个音频段分成若干不重叠的音频帧，并对每个音频帧进行域变换，例如进行dct变换，再抽取dct中频系数并将其拆分为若干等长的系数块，例如抽取dct系数中对应物理频率位于区间[f
l
，fh]内的组成部分，并将其拆分为互不重叠的若干长度为lf的系数块，如果长度不能整除，则不对剩余频率部分进行处理。其中，区间[f
l
，fh]即为中频带宽，其中参数f
l
，fh是本实施例中经过验证的频率带宽临界点。需要说明的是，合适的中频系数有助于提升水印技术的鲁棒性。
[0144]
利用伪随机序列簇，计算各变换域系数块对应的嵌入强度；
[0145]
基于嵌入强度，将扩频水印嵌入在嵌入强度对应的变换域系数块中，得到带水印的变换域系数块；
[0146]
对带水印的变换域系数块进行逆域变换，得到包括水印信息的载体音频。
[0147]
可选地，利用伪随机序列簇，计算各变换域系数块对应的嵌入强度，包括：
[0148]
利用伪随机序列簇，采用公式(4)计算各变换域系数块对应的嵌入强度α：
[0149]
α＝γmax|xpk|，k＝0，1，
…
，2
m-1
ꢀꢀꢀ
(4)
[0150]
其中，γ是大于1的常数，向量x表征各变换域系统块，向量pk表征伪随机序列簇。
[0151]
本发明实施例中，相较于相关技术使用固定的嵌入强度嵌入水印，本发明实施例可以自适应计算各变换域系数块对应的嵌入强度，并基于嵌入强度将扩频水印嵌入对应的变换域系数块中，提高了水印技术的鲁棒性和隐蔽性。
[0152]
图2是本发明提供的音频水印的嵌入方法的流程示意图之二，如图2所示，该方法
包括步骤201至步骤206；其中：
[0153]
步骤201、提取载体音频在时间域上的局部显著特征点。
[0154]
在本步骤中，对待嵌入水印的音频提取时间域上的局部显著特征点。这些特征点处于音频信号变化剧烈的位置，它们在去同步攻击中能保持相对位置不变化，有利于提升水印技术在去同步攻击情形时的鲁棒性。
[0155]
具体地，步骤201可以包括步骤2011至步骤2014。
[0156]
步骤2011、对载体音频的音频信号进行低通滤波，得到滤波后的音频信号xs(n)；
[0157]
具体地，可以采用公式(5)，对载体音频的音频信号x(n)进行低通滤波处理，得到滤波后的音频信号xs(n)：
[0158]
xs(n)＝g(n)*x(n)
ꢀꢀꢀ
(5)
[0159]
其中，g(n)表征低通滤波器，*代表卷积计算。
[0160]
可以理解的是，滤波后的音频信号xs(n)表示经过低通滤波后的光滑音频信号。
[0161]
可选地，上述g(n)例如表征高斯滤波器，
[0162]
步骤2012、计算滤波后的载体音频的音频信号xs(n)的一阶差分信号。
[0163]
其中，一阶差分信号用于描述音频信号的变化，具体地，根据xs(n)，采用公式(1)计算一阶差分信号d(n)：
[0164]
d(n)＝xs(n+1)-xs(n)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0165]
步骤2013、计算一阶差分信号的局部极值点，并将其加入载体音频的初始候选特征点集合s0。
[0166]
上述一阶差分信号的局部极值点即为对比信号的局部极大值。
[0167]
具体地，步骤2013可以包括步骤2013-1至步骤2013-3；其中：
[0168]
步骤2013-1、计算一阶差分信号d(n)的对比度信号|d(n)|；
[0169]
步骤2013-2、计算对比度信号|d(n)|的差分信号t(n)。
[0170]
具体地，可以采用公式(6)，计算对比度信号|d(n)|的差分信号t(n)：
[0171]
t(n)＝|d(n+1)|-|d(n)|
ꢀꢀꢀ
(6)
[0172]
步骤2013-3、将差分信号t(n)中满足{i|t(i-1)》0，t(i)《0}的信号点，加入载体音频的初始候选特征点集合s0。
[0173]
步骤2014、在初始候选特征点集合s0中，选择不处于音频尾端、对比度较大、处于陡峭峰中且在临近候选特征点中对比度占优的候选特征点，作为局部显著特征点。
[0174]
在这一步骤中，可以依次排除四类不适宜水印嵌入任务的候选特征点，要求若任意两个候选特征点之间的距离小于设定距离l，则仅保留其中对比度较大的特征点，设定距离l表示邻近特征点之间的最小距离。
[0175]
具体地，步骤2014可以包括步骤2014-1至步骤2014-5；其中：
[0176]
步骤2014-1、过滤掉集合s0中处于音频尾端的候选点，即过滤掉与载体音频的最后一个采样点之间的距离小于第一距离的候选特征点，得到候选特征点集s1；
[0177]
上述第一距离例如为设定距离l。
[0178]
步骤2014-2、过滤掉集合s0中对比度较小的候选特征点，即计算候选特征点对应的对比度|d(i)|，并过滤掉对比度值小于整体候选特征点的对比度的中
位数的候选特征点，得到候选特征点集s2；
[0179]
步骤2014-3、过滤掉集合s0中不处于陡峭峰中的候选特征点，即计算候选特征点的陡峭度并过滤掉陡峭度值小于整体候选特征点的陡峭度的中位数的候选点，得到候选特征点集s3；
[0180]
步骤2014-4、过滤掉集合s0中在临近候选特征点中对比度不占优的候选特征点，即存在两个候选特征点p，q∈s0，且|p-q|《l，l为设定距离，也可以被设置为不等于l的第二距离，如果两者对应的对比度|d(p)|《|d(q)|，那么p将会被过滤掉，得到候选特征点集s4；
[0181]
步骤2014-5、将所有候选特征点集的交集作为特征点集s，即
[0182]
步骤202、根据局部显著特征点，确定合适的时间域上的水印嵌入位置，对水印嵌入位置对应的音频信号进行域变换，选择变换域中部分攻击稳定的系数组成一组变换域系数块。
[0183]
在本步骤中，抽取每个特征点后的一段音频作为时间域上的水印嵌入位置，再对音频段进行非重叠的分帧，并对每个音频帧进行域变换，选择变换域中部分攻击稳定的系数组成一组变换域系数块。
[0184]
可选地，本发明可以采用dct变换作为域变换，因为dct变换具有较好的能量压缩优势，在dct域中嵌入水印能提高水印的隐蔽性，同时计算复杂度比其他变换更低。
[0185]
可选地，选择dct系数中的中频系数作为变换域上的水印嵌入位置，因为人耳对音频中的低频成分较敏感，将水印嵌入在低频系数中容易影响音频的听觉质量，而高频成分则容易被低通滤波器和重新采样等攻击损害，因此，dct的中频系数相对更稳定。
[0186]
需要说明的是，本实施例中将水印嵌入在特征点后一段音频的dct中频系数中，但本发明并不局限于dct及dct的中频系数，本发明可用于任何变换域系数。
[0187]
图3是本发明提供的音频水印的嵌入方法中步骤202的示例性示意图。
[0188]
具体地，步骤202可以包括步骤2021至步骤2024。
[0189]
步骤2021、对每个特征点抽取特征点后固定距离的一段音频；
[0190]
需要说明的是，上述固定距离可以表示为dm，音频段的长度记作lc。这里需要满足要求：dm+lc《l，其中l可以是步骤2014中的设定距离。
[0191]
应当注意的是，不等式dm+lc《l，表明每个特征点所对应的音频段不应包含临近的特征点，以避免水印的嵌入破坏特征点的局域特征。还应注意的是，特征点处在音频幅值变化剧烈的区域，在该区域附近嵌入水印可以利用掩蔽效应增强水印的隐蔽性，因此dm的取值不适宜太大。音频段的长度lc与待嵌入的二进制水印的长度有关，还受水印嵌入的频率带宽影响。
[0192]
步骤2022、将每个音频段分成若干不重叠的帧；
[0193]
此步骤旨在将音频段拆分成更短的音频帧，进而应用dct变换。合适的音频帧长ls能增强水印的隐蔽性，也能为dct变换中的蝶形运算提供便利。
[0194]
步骤2023、对每个音频帧进行dct变换。
[0195]
步骤2024、抽取dct中频系数，并将其拆分为若干等长的系数块。
[0196]
具体地，抽取dct系数中对应物理频率位于区间[f
l
，fh]内的组成部分，并将其拆分为互不重叠的若干长度为lf的系数块，如果长度不能整除，则不对剩余频率部分进行处理。
其中，区间[f
l
，fh]是的中频带宽，其中参数f
l
，fh是本实施例中经过验证的频率带宽临界点。需要说明的是，合适的中频系数有助于提升水印技术的鲁棒性。
[0197]
步骤203、根据密钥序列生成伪随机序列簇；
[0198]
在本步骤中，将会生成一簇伪随机序列，这些序列两两正交，且模均为1。
[0199]
具体地，步骤203可以包括步骤2031至步骤2034。
[0200]
步骤2031、获取规范化密钥序列；
[0201]
上述密钥序列的组成在不同情形中可能是不一样的，在此步骤中将被统一变换为规范形式，规范形式的密钥序列表示为ki∈{-1，+1}，i＝0，
…
，l
f-1，长度为lf，可见，密钥序列是一组pn序列。
[0202]
步骤2032、循环移位密钥序列，得到矩阵k；
[0203]
具体地，对k0中的数值进行循环移位，可以得到一组序列：
[0204][0205]
将上述序列与密钥序列一起组成矩阵其中上标
t
表示转置运算。
[0206]
步骤2033、将矩阵k满秩分解为矩阵f与矩阵h；
[0207]
具体地，采用公式(2)将矩阵k满秩分解为矩阵f与矩阵h：
[0208]
k＝f
thꢀꢀꢀ
(2)
[0209]
其中，矩阵h是矩阵k的埃尔米特标准型的非零行部分，f
t
是由矩阵k的c列组成的满秩矩阵，c是矩阵k的秩。
[0210]
步骤2034、对矩阵f进行格拉姆-施密特正交化，得到伪随机序列簇
[0211]
具体地，为了方便后续水印调制，需要对矩阵f的前2m行进行格拉姆-施密特正交化，具体采用公式(3)对矩阵f的前2m行进行格拉姆-施密特正交化，得到伪随机序列簇
[0212][0213]
其中，m等于fj是矩阵f的行矩阵。可见，pj(j＝0,
…
,2
m-1)即为伪随机序列簇
[0214]
步骤204、利用伪随机序列簇自适应计算每个变换域系数块对应的嵌入强度；
[0215]
具体地，利用伪随机序列簇，采用公式(4)计算各变换域系数块对应的嵌入强度α：
[0216]
α＝γmax|xpk|，k＝0，1，
…
，2
m-1
ꢀꢀꢀ
(4)
[0217]
其中，γ是大于1的常数，向量x表征各变换域系统块，向量pk表征伪随机序列簇。
[0218]
步骤205、利用伪随机序列簇调制待嵌入二进制水印为扩频水印，并依据对应的嵌入强度将扩频水印叠加到变换域系数块中；
[0219]
在本步骤中，二进制水印将会被拆分为不重叠的m比特水印组，如果存在长度不能整除的情况，将会通过补零完成，补0后的二进制水印长度记为lw。然后将这些m比特水印组调制为扩频水印，将一个m比特水印组嵌入到一个中频系数块中。
[0220]
具体地，步骤205、可以包括步骤2051至步骤2053；其中：
[0221]
步骤2051、拆分二进制水印得到若干个m比特的水印组；
[0222]
具体地，二进制水印将被拆分成若干个m比特水印组，这些水印组互不重叠。
[0223]
需要说明的是，水印组的数量与步骤2024中得到的系数块的数量一样。举例来说，如果一个音频段被分成a个音频帧，且每个音频帧经dct变换后获得b个中频系数块，那么这里应有a*b个m比特水印组。
[0224]
步骤2052、调制各水印组为伪随机序列；
[0225]
在这一步骤中，先将每个二进制的m比特水印组转换为十进制水印组，并将十进制水印组映射为伪随机序列簇中的一个伪随机序列。
[0226]
上述m比特水印组可以被表征为b＝[b0，b1，b2，
…
，b
m-1
]。
[0227]
具体进制转换表达式为如下公式(7)：
[0228][0229]
十进制水印组与伪随机序列簇的映射关系为：t∈{0，1，
…
，2
m-1}，由此可以构建m比特水印组与伪随机序列之间的映射关系。
[0230]
步骤2053、将扩频水印嵌入至dct中频系数块，得到有水印的dct中频系数块；
[0231]
具体地，利用嵌入表达式(8)，将扩频水印嵌入至dct中频系数块，以得到有水印的dct中频系数块：
[0232][0233]
其中，dct中频系数块为x，带有水印的中频系数块为y。
[0234]
步骤206、用带有水印的变换域系数块替换原系数块，经过逆域变换后，得到包括水印信息的载体音频。
[0235]
此过程可以为步骤202的逆过程。
[0236]
具体地，步骤206可以包括步骤2061至步骤2064；其中：
[0237]
步骤2061、用带有水印的dct系数块替换原系数块，并组成完整的dct系数；
[0238]
此过程为步骤2024的逆过程，用带有水印的系数块y置换对应的原系数块x，并重组为dct系数。
[0239]
步骤2062、进行逆离散余弦变换；
[0240]
该步骤对重组后的dct系数进行逆变换，得到对应的音频帧。
[0241]
步骤2063、重组所有音频帧得到音频段；
[0242]
步骤2064、用带有水印的音频段替换对应的音频段，得到嵌入水印后的音频y(n)。
[0243]
需要说明的是，每个特征点对应的音频段都将会嵌入完整的水印。二进制水印是被重复嵌入到载体音频中的。
[0244]
下面以一优选实施例来详细说明本发明实施例的音频水印的嵌入方法。
[0245]
本实施例随机选取了30例长度为30秒、采样频率为44.1千赫兹的双声道音频作为载体音频。
[0246]
本实施例采用随机产生的320位二进制序列作为原始水印信息，即lw＝320，长度为320比特的0-1序列可以实现对版权信息较全面的描述。
[0247]
提取载体音频的特征点，并使两个相邻特征点之间的最小距离大于1.5倍采样频率，取设定距离l＝66150。
[0248]
抽取每个特征点后100毫秒起的20480采样点作为音频段，即lc＝20480。每个音频段将会被分成10个长为2048的音频帧，即ls＝2048。
[0249]
对每个音频帧作dct变换，得到2048个dct系数，选取物理频率位于区间[f
l
，fh]内的中频系数，f
l
＝fs/16≈2756赫兹，fh＝fs/8＝5512赫兹，其中，fs是采样频率，对应dct系数中第256位至511位共256个系数，将其作为待嵌入的中频系数，此时这256个中频系数将被拆分成8个长度为32的系数块。因此每个特征点共对应80个系数块。
[0250]
将长度为32的密钥序列，按上述步骤203生成伪随机序列簇本实施例中设定的m＝4，由于循环移位过程中可能导致矩阵k不满秩，因此可以设置序列长度lf＝2
m+1
＝32，以避免发生伪随机序列簇中序列数不足的情况。此时，伪随机序列簇即表示为
[0251]
针对每个系数块，根据上述公式(4)计算嵌入强度α。
[0252]
将320位二进制水印拆分成80个4比特水印组，将每个水印组按照上述公式(7)和t∈{0，1，
…
，2
m-1}，将4比特水印组映射至对应的伪随机序列p
t
。
[0253]
再根据上述公式(8)将80个m比特水印组逐个嵌入到80个系数块中。
[0254]
根据上述步骤206得到包括水印信息的载体音频。
[0255]
需要说明的是，对于不同的载体音频提取特征点时，临近特征点的距离常大于实施例中所设定的最小距离，使得本发明所述方法在计算嵌入容量时只能估计其上界。本实施例的嵌入容量上界为500比特每秒，远高于同类方法。
[0256]
为了体现自适应嵌入强度策略对水印技术隐蔽性的改进，在本实施例中，进行了一组固定嵌入强度的对比实验。
[0257]
设定固定嵌入强度；使30例音频样本在嵌入水印后得到的平均嵌入损失与本发明基本相同，此时，设置固定嵌入强度为0.33，对应的信号水印比(signal watermark ratio，swr)为25.20db，本发明所使用的自适应嵌入强度对应的swr为25.13db。客观质量评估与主观评估被引入衡量水印的隐蔽性。
[0258]
图4至图6示出了30例音频在上述两种嵌入强度情形的swr、客观质量评估(objective differentce grade，odg)、主观质量评估(mean opinion score，mos)。
[0259]
其中，图4是30例音频在固定嵌入强度及自适应嵌入强度两种情形下的swr；图5是30例音频在固定嵌入强度及自适应嵌入强度两种情形下的odg；图6是30例音频在固定嵌入强度及自适应嵌入强度两种情形下的mos。
[0260]
图4至图6中，纵轴越向上表示水印的隐蔽性越好。可以看出使用固定的嵌入强度，尽管swr与自适应嵌入强度近似，但mos与odg的表现都更差，这意味着自适应嵌入强度策略可以获得更好的水印隐蔽性，从而保证水印嵌入不破坏载体音频的使用价值。
[0261]
上述swr的计算方式如下公式(9)：
[0262][0263]
可见，swr反映了水印信息嵌入对载体音频的改变量。
[0264]
图7是本发明提供的音频水印的嵌入方法对应的提取方法的流程示意图之三，如图7所示，该方法包括步骤701至步骤705；其中：
[0265]
步骤701、提取载体音频在时间域上的局部显著特征点；
[0266]
步骤702、根据局部显著特征点，确定合适的时间域上的水印嵌入位置，对水印嵌入位置对应的音频信号进行域变换，选择变换域中部分攻击稳定的系数组成一组变换域系数块；
[0267]
步骤703、根据密钥序列生成伪随机序列簇；
[0268]
需要说明的是，步骤701至步骤703与步骤201至步骤203对应的具体实施细节大致相同，为了避免重复，在此不再赘述。
[0269]
步骤704、根据伪随机序列簇与系数块之间的相关性提取嵌入的水印。
[0270]
在本步骤中，令待提取水印的系数块为则使用伪随机序列簇中的每个序列，采用公式(10)对系数块进行预提取：
[0271][0272]
再从预提取的结果中，采用公式(11)挑选最大的项作为提取的水印：
[0273][0274]
将转换为二进制即为所提取的m比特水印组。
[0275]
对每一个系数块重复上述步骤即可得到完整的二进制水印。
[0276]
本发明还对上述公式(8)、公式(10)、公式(11)及公式(4)进行分析，以完善自适应嵌入强度的推导过程。令被嵌入的m比特水印组被表示为十进制数t，则提取时有如下公式(12)：
[0277][0278]
如果j＝t，则有如下推导公式(13)至(15)：
[0279][0280]
其中，公式(14)由伪随机序列簇中的序列相互正交且模为1得到；公式(15)则由于公式(14)中绝对值的两项同号可得。
[0281]
对应地，如果j≠t，则有如下推导公式(16)至(17)：
[0282][0283][0284]
为了使公式(11)可以提取出嵌入的水印t，需要满足r
t
是2m个预提取结果rj中是最大的，因此可以得到公式(18)：
[0285][0286]
嵌入容量α的取值实际上是对不等式(21)放缩后的结果，具体见推导公式(19)至(21)：
[0287][0288]
考虑到音频在传输中会经历一些攻击，这些攻击所带来的失真被认为远小于音频能量，因此在不等式(19)的基础上增加一个常数因子可以进一步增强水印的鲁棒性，即可以得到上述公式(4)。
[0289]
水印技术的鲁棒性通常使用比特错误率(bit error rate，ber)来评估，比特错误率是将提取出的水印与原始嵌入水印进行比较，具体用错误的比特数与总比特数的比值表示，ber越低，水印的鲁棒性越好。原始二进制水印序列w＝[w0，w1，
…
，w
n-1
]与提取出的水印序列之间的比特错误率的计算方式如下公式(22)：
[0290][0291]
其中，
[0292]
对上述实施例中得到的30例嵌入水印的音频，分别实施了多种信号处理攻击，信号处理攻击包括：幅度缩小为原来的0.7倍以及扩大至原来的1.3倍、比特率分别为128kbps
和96kbps的mp3格式压缩、截止频率为8千赫兹的低通滤波、信噪比分别为15分贝和10分贝的加性高斯白噪声以及16比特-8比特的量化，再利用音频水印的嵌入方法的实施例来提取攻击后的含水印音频中的水印，并与原始水印进行比较，得到30个提取的水印的平均比特错误率，如表1所示。
[0293]
表1 不同信号处理攻击下30个提取的水印的平均ber
[0294][0295]
对上述实施例中得到的30例嵌入水印音频，实施两类去同步攻击，包括：采样频率分别为22.05千赫兹或11.025千赫兹的重采样以及保留中段部分分别10秒和20秒剪切攻击，再利用基于音频水印的嵌入方法实施例来提取攻击后的含水印音频中的水印，并与原始水印进行比较，得到30个提取的水印的平均比特错误率如表2所示。
[0296]
表2 不同去同步攻击下30个提取的水印的平均ber
[0297][0298]
从表1、表2及图4至图6所示的结果可以看出，在面对常见的信号处理攻击和去同步攻击时，本发明实施例基本能够将水印以100％的准确率提取出来，并且还能保证音频的听觉质量(odg》-1.0，mos》3.5)。可以证明本发明不仅能够抵抗多种信号处理攻击和去同步攻击，具有较强的鲁棒性，还能保证每例音频中水印的隐蔽性。
[0299]
在上述音频水印的嵌入方法的实施例中，对二进制水印的长度lw的变化对音频水印的嵌入方法的隐蔽性、鲁棒性和嵌入容量进行了评估，得到30例嵌入音频的swr、odg、ber和嵌入容量(上界)如表3所示。
[0300]
表3 不同水印长度lw对应的水印嵌入的参数
[0301]
水印长度lwswr(db)odgber(％)容量(bps)8030.98-0.51050016027.94-0.57050032025.13-0.61050064022.03-0.58050080021.07-0.6415.1750090020.55-0.6251.23500
[0302]
从表3中，可以看出水印长度lw的增加会增加swr，但是却不会影响odg的分数。这是因为swr反映全局的嵌入影响，而odg更关注局部的感知质量，这也更符合人耳听觉系统的逻辑。当水印长度大于750之后，比特错误率会快速增加。这是因为这超过了水印容量的上界的1.5倍，相邻特征点之间的(最小)距离l＝66150无法容纳这么多水印嵌入。
[0303]
需要说明的是，本实施例选择320位水印嵌入是因为实际应用的需要，并非是对本发明作出的限制。
[0304]
在上述音频水印的嵌入方法的实施例中，对音频帧长ls的变化对音频水印的嵌入方法的隐蔽性、鲁棒性和嵌入容量进行了评估。得到30例嵌入音频的swr、odg、ber和嵌入容量(上界)如表4所示。
[0305]
表4 不同音频帧长ls对应的水印嵌入的参数
[0306]
音频帧长lsswr(db)odgber(％)容量(bps)25625.02-0.54050051224.94-0.530500102424.89-0.550500204825.13-0.610500409625.10-0.720500819224.99-0.900500
[0307]
从表4中，可以看出随着音频帧长ls的增加，swr、ber以及嵌入容量几乎不受影响，但是odg会降低。音频帧长ls的变化不会改变全局的嵌入影响，但是在局部将会使同一模式(一个伪随机序列)的水印持续更长的时间，这改变了局部的感知质量。
[0308]
需要说明的是，出于实现的便捷，本实施例设置音频帧长为2048，并非是对本发明作出的限制。
[0309]
在上述音频水印的嵌入方法的实施例中，对每个伪随机序列所表示的水印位m或dct系数块的长度lf(事实上，在本实施例中有lf＝2
m+1
)的变化对音频水印的嵌入方法的隐蔽性、鲁棒性和嵌入容量进行了评估。得到30例嵌入音频的swr、odg、ber和嵌入容量(上界)如表5所示。
[0310]
表5 不同系数块长lf对应的水印嵌入的参数
[0311][0312][0313]
从表5中，可看出随着dct系数块长度lf的增加，swr出现了恶化，而且随着序列逐渐变长，这种恶化并没有得到缓解。这是因为序列较短时候，对应的水印组长m更小，公式(4)所获得的嵌入强度更小(在最大化随机数的分布中，样本数越少，最大值更大的概率越小)，随着序列长度继续增大，嵌入强度逐渐趋于饱和(即不会随着样本数变多而无限变大)。当系数块长较小的时候，伪随机序列也越短，它们之间的独立性会受到影响。本实施例所述的提取方法是基于伪随机序列簇与系数块的相关性的，它们之间的独立性对鲁棒性会产生很重要的影响。由于本实施例为保证能生成足够多的相互正交的伪随机序列，设计的序列长度存在50％的冗余，因此当系数块越长，嵌入容量(上界)越低。
[0314]
需要说明的是，结合隐蔽性、鲁棒性以及嵌入容量的实验结果，本实施例设置的系数块长度为32，并非是对本发明做出的限制。
[0315]
下面对本发明提供的音频水印的嵌入装置进行描述，下文描述的音频水印的嵌入装置与上文描述的音频水印的嵌入方法可相互对应参照。
[0316]
图8是本发明提供的音频水印的嵌入装置的结构示意图，如图8所示，该音频水印的嵌入装置800包括：
[0317]
提取模块801，用于提取载体音频在时间域上的局部显著特征点；
[0318]
确定模块802，用于根据局部显著特征点，确定载体音频在时间域上的水印嵌入位置；
[0319]
嵌入模块803，用于基于水印嵌入位置，将水印信息嵌入在载体音频中，得到包括水印信息的载体音频。
[0320]
可选地，提取模块801，具体用于：
[0321]
对载体音频的音频信号进行低通滤波，得到滤波后的音频信号xs(n)；
[0322]
根据xs(n)，采用公式(1)计算一阶差分信号d(n)：
[0323]
d(n)＝xs(n+1)-xs(n)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0324]
计算d(n)的局部极值点，作为候选特征点；
[0325]
提取满足第一条件的候选特征点，作为局部显著特征点；
[0326]
其中，满足第一条件包括以下至少一项：
[0327]
与载体音频的最后一个采样点间的距离大于或等于第一距离；
[0328]
对应的对比度|d(i)|大于第一门限值，i为正整数；
[0329]
对应的陡峭度t(i-1)-t(i)大于第二门限值，其中，t(n)为d(n)的对比度信号|d(n)|的差分信号，i为正整数；
[0330]
在与候选特征点之间的距离小于第二距离的其他候选特征点中，候选特征点是对比度最大的候选特征点。
[0331]
可选地，提取模块801，还具体用于：
[0332]
计算d(n)的对比度信号|d(n)|；
[0333]
计算|d(n)|的差分信号t(n)；
[0334]
选取t(n)中满足{i|t(i-1)》0，t(i)《0}的局部极值点，作为候选特征点。
[0335]
可选地，音频水印的嵌入装置800还包括：生成模块和调制模块。
[0336]
生成模块，用于根据密钥序列生成伪随机序列簇；其中，伪随机序列簇包括两两正交的2m个伪随机序列，m为正整数；
[0337]
调制模块，用于利用伪随机序列簇，调制待嵌入的二进制水印为扩频水印。
[0338]
嵌入模块802，具体用于基于水印嵌入位置，将扩频水印作为水印信息嵌入在载体音频中，得到包括水印信息的载体音频。
[0339]
可选地，生成模块，具体用于：
[0340]
获取密钥序列ki∈{-1，+1}，i＝0，
…
，l
f-1；
[0341]
对k0循环移位，得到矩阵
[0342]
其中，其中，
[0343]
采用公式(2)将矩阵k满秩分解为矩阵f与矩阵h：
[0344]
k＝f
thꢀꢀꢀ
(2)
[0345]
其中，矩阵h是矩阵k的埃尔米特标准型的非零行部分，f
t
是由矩阵k的c列组成的满秩矩阵，c是矩阵k的秩；
[0346]
采用公式(3)对矩阵f的前2m行进行格拉姆-施密特正交化，得到伪随机序列簇
[0347][0348]
其中，m等于fj是矩阵f的行矩阵。
[0349]
可选地，嵌入模块802，还具体用于：
[0350]
对各水印嵌入位置对应的音频信号进行域变换，得到变换域系数；
[0351]
选择变换域中攻击稳定的系数，组成变换域系数块；
[0352]
利用伪随机序列簇，计算各变换域系数块对应的嵌入强度；
[0353]
基于嵌入强度，将扩频水印嵌入在嵌入强度对应的变换域系数块中，得到带水印的变换域系数块；
[0354]
对带水印的变换域系数块进行逆域变换，得到包括水印信息的载体音频。
[0355]
可选地，嵌入模块802，还具体用于：
[0356]
利用伪随机序列簇，采用公式(4)计算各变换域系数块对应的嵌入强度α：
[0357]
α＝γmax|xpk|，k＝0，1，
…
，2
m-1
ꢀꢀꢀ
(4)
[0358]
其中，γ是大于1的常数，向量x表征各变换域系统块，向量pk表征伪随机序列簇。
[0359]
本发明实施例中，由于提取模块提取的是处于音频信号变化剧烈位置的载体音频的局部显著特征点，基于这样的局部显著特征点确定的水印嵌入位置，在面对去同步攻击时能保持相对位置不变化，故可以准确定位水印嵌入的音频片段，进而可以正确提取嵌入在其中的水印，有效提升了水印技术在去同步攻击情形时的鲁棒性。
[0360]
图9是本发明提供的电子设备的实体结构示意图，如图9所示，该电子设备900可以包括：处理器(processor)910、通信接口(communications interface)920、存储器(memory)930和通信总线940，其中，处理器910，通信接口920，存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。处理器910可以调用存储器930中的逻辑指令，以执行音频水印的嵌入方法，该方法包括：
[0361]
提取载体音频在时间域上的局部显著特征点；
[0362]
根据局部显著特征点，确定载体音频在时间域上的水印嵌入位置；
[0363]
基于水印嵌入位置，将水印信息嵌入在载体音频中，得到包括水印信息的载体音频。
[0364]
此外，上述的存储器930中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0365]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的音频水印的嵌入方法，该方法包括：
[0366]
提取载体音频在时间域上的局部显著特征点；
[0367]
根据局部显著特征点，确定载体音频在时间域上的水印嵌入位置；
[0368]
基于水印嵌入位置，将水印信息嵌入在载体音频中，得到包括水印信息的载体音频。
[0369]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的音频水印的嵌入方法，该
方法包括：
[0370]
提取载体音频在时间域上的局部显著特征点；
[0371]
根据局部显著特征点，确定载体音频在时间域上的水印嵌入位置；
[0372]
基于水印嵌入位置，将水印信息嵌入在载体音频中，得到包括水印信息的载体音频。
[0373]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0374]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0375]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。